路橋工程測量中GPS 的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析

王英杰

（河北建設(shè)集團卓誠路橋工程有限公司， 河北 保定 071000）

0 引言

改革開放以后，我國的經(jīng)濟進入到了一個高速發(fā)展的階段，從我國的經(jīng)濟建設(shè)來看，城市與城市之間的壁壘被打破，更多反應(yīng)的實際區(qū)域經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展，是大范圍的經(jīng)濟建設(shè)?；诖耍窐蚬こ套鳛槲覈煌w系的重要組成部分，其作用和意義便更為突出，但從我國現(xiàn)階段路橋工程建設(shè)的實際情況來看，很多問題仍然是存在的，包括路橋工程的設(shè)計問題、施工問題等，在此基礎(chǔ)上也連帶出了路橋工程的質(zhì)量隱患和安全隱患，不利于路橋工程的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。由此可見，還需要進一步做好路橋工程的測量工作，在路橋工程測量的過程中，對焦路橋工程的現(xiàn)實問題，加速問題改進，營造良好的工程發(fā)展局面。其中，GPS 測量技術(shù)憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢，正在逐漸投入到路橋工程的測量中，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 GPS 測量技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 不會受到時間因素和地點因素的限制

與傳統(tǒng)的技術(shù)手段相對比，GPS 測量技術(shù)在路橋工程測量中的應(yīng)用有著十分明顯的優(yōu)勢。首先，GPS 測量技術(shù)的應(yīng)用能夠進一步打破路橋工程測量的時間限制和地點限制，這主要得利于GPS 測量技術(shù)的衛(wèi)星全球覆蓋，可以結(jié)合測量工作的需求進行隨時定位、隨時授時。

1.2 不會受到天氣因素的限制

在GPS 測量技術(shù)應(yīng)用于路橋工程測量的過程中，與其他技術(shù)相對比，也能夠進一步打破路橋工程測量的天氣因素限制，即便是針對一些惡劣的天氣情況，GPS 測量技術(shù)仍然能夠?qū)崿F(xiàn)準確的定位，保證測量工作的正常展開。

1.3 具有實時定位功能

在路橋工程測量的過程中，與其他技術(shù)手段相對比，GPS 測量技術(shù)的應(yīng)用往往能夠針對用于的所在位置進行實時定位處理。過程中，如果是傳統(tǒng)的子午衛(wèi)星系統(tǒng)，在需要在一段時間后，才能夠獲取到用戶的位置，但是GPS 測量技術(shù)的應(yīng)用則能夠在第一時間對定位結(jié)果進行反饋和觀測，具有更好的時效性。

1.4 無需進行通視操作

在路橋工程測量的過程中，一般認為企業(yè)和工作人員通過對傳統(tǒng)技術(shù)手段的應(yīng)用往往需要進行點對點的通視操作，然后才能夠針對工程進行測量。而通過GPS 測量技術(shù)的應(yīng)用，則能夠省略點對點通視，僅僅是保證每一個測量點能夠接收到衛(wèi)星信號，便能夠進行定位，以及進行測量。由此可見，在GPS 測量技術(shù)應(yīng)用的過程中，也進一步減少了測量的時間成本投入，保證測量工作具有更好的效率。

2 GPS 測量技術(shù)在路橋工程測量中的應(yīng)用

當前，伴隨著GPS 測量技術(shù)的不斷發(fā)展，其在路橋工程測量中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。一般認為，在路橋工程測量的過程中，很多數(shù)據(jù)和信息如果是采取普通的方式往往是難以獲取的。而通過GPS 測量技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠保證這些數(shù)據(jù)信息的獲取，并同時也能夠保證獲取到的數(shù)據(jù)信息的準確度。那么從GPS 測量技術(shù)在路橋工程測量中的應(yīng)用來看，主要體現(xiàn)在動態(tài)功能和靜態(tài)功能兩個方面。其中，動態(tài)功能主要是基于衛(wèi)星系統(tǒng)輔助來得以實現(xiàn)的。在動態(tài)功能發(fā)揮期間，可通過地面放樣方式來對工程測量中所需要的數(shù)據(jù)信息進行獲取，并同時完成三維坐標的建立。而靜態(tài)功能則主要是基于衛(wèi)星信息的應(yīng)用來對測量點的三維坐標進行推斷。在實際工作中，企業(yè)和工作人員還需要結(jié)合工程的實際情況和工程的實際需求來選擇動態(tài)功能還是靜態(tài)功能[1-3]。

2.1 控制測量

一般認為，在利用GPS 測量技術(shù)開展路橋工程測量工作之前，企業(yè)和工作人員首先要對工程進行分析，以此來判斷選用動態(tài)測量方法還是靜態(tài)測量方法。期間，如果企業(yè)和工作人員面對的是高速鐵路等規(guī)模比較大的工程，在測量時往往需要先行建立控制網(wǎng)，并同時也要針對控制網(wǎng)的精密性進行把控。那么在針對這一工程進行測量時，企業(yè)和工作人員便可以選擇靜態(tài)測量方法。反之，如果面對的是一些普通的鐵路，整體的工程測量要求不是很高，那么企業(yè)和工作人員便可以選擇動態(tài)測量方法。期間，考慮到動態(tài)測量方法本身數(shù)據(jù)信息獲取的實時性，那么對實際數(shù)據(jù)信息獲取的精準也會造成影響。因此，在測量工作中，企業(yè)和工作人員一旦得到了符合精度要求的數(shù)據(jù)信息后，便需要及時停止測量。

2.2 大比例尺地圖測繪

在路橋工程施工的過程中，應(yīng)當先行對地形圖進行編制。同時，在企業(yè)和工作人員進行地形圖編制的過程中，也需要結(jié)合工程的實際情況來對編制的方法進行確定，對編制的比例大小進行確定。那么從傳統(tǒng)的測量方法應(yīng)用來看，往往會花費較大的時間成本，且伴隨著較大的工作任務(wù)量，并也難以保證測量的精準度。對此，在GPS 測量技術(shù)應(yīng)用的過程中，便能夠針對不同的數(shù)據(jù)信息進行實時獲取。期間，針對工程的沿線位置，GPS測量技術(shù)大都會選擇停留1～2 分鐘，并在技術(shù)停留期間，對該位置的參數(shù)進行提取，并在之后的屬性分析和特征分析中獲取具體的數(shù)據(jù)信息，完善地形圖的繪制。

3 GPS 測量技術(shù)在路橋工程測量中的發(fā)展趨勢

3.1 動態(tài)定位模式測量發(fā)展趨勢

前文中曾多次談到GPS 測量技術(shù)在路橋工程測量中的應(yīng)用優(yōu)勢，但是這不代表GPS 測量技術(shù)已經(jīng)是完善的了，為應(yīng)對日后更為復(fù)雜和更為嚴峻的路橋工程測量工作，GPS 測量技術(shù)仍需要進一步發(fā)展，從GPS 測量技術(shù)發(fā)展的整體趨勢來看，首先便是動態(tài)定位模式測量的發(fā)展，實時動態(tài)定位模式測量技術(shù)的應(yīng)用主要是建立在載波相應(yīng)觀測數(shù)值技術(shù)上來開展的測量工作，是一種實時差分的GPS 技術(shù)，同時也是我國目前應(yīng)用于路橋工程測量中GPS 測量技術(shù)的重要組成部分。那么從實時動態(tài)定位測量系統(tǒng)的組成來看，主要分為兩個方面。分別是基準站和流動站。在系統(tǒng)運行的過程中，會通過基準站的運用來發(fā)揮出自身的接收機作用，針對具有較高點位精度的首級控制點基準點進行接收。而在企業(yè)和工作人員完成了設(shè)備裝置后，則可以通過GPS 衛(wèi)星來實現(xiàn)相關(guān)動態(tài)的連續(xù)觀測，并在連續(xù)觀測的基礎(chǔ)上對衛(wèi)星所傳遞的數(shù)據(jù)信息進行接收，以及在數(shù)據(jù)信息的導(dǎo)向來獲取到準確的流動站三維坐標。那么從實時動態(tài)模式測量應(yīng)用的優(yōu)勢來看，往往能夠進一步方便用戶的監(jiān)測點數(shù)據(jù)信息實時獲取，并同時能夠保證數(shù)據(jù)信息的觀測質(zhì)量。而從實時動態(tài)模式測量在路橋工程測量中的應(yīng)用來看，主要體現(xiàn)在以下兩個環(huán)節(jié)：

首先是基準站的工作環(huán)節(jié)。在基準站運行的過程中，應(yīng)當先行針對控制點進行確定，并同步完善GPS 接收機的架設(shè)，以及天線的架設(shè)，做好準備工作。之后，企業(yè)和工作人員便需要對焦GPS 接收機的室內(nèi)參數(shù)來完成參數(shù)的設(shè)置，以及同步在接收機內(nèi)對參數(shù)進行錄入，構(gòu)建出完善的配置集。之后，企業(yè)和工作人員則需要結(jié)合天線高與基準站坐標，來對準確的數(shù)據(jù)信息進行輸入，保證基準站接收機能夠針對轉(zhuǎn)換的參數(shù)來實現(xiàn)自動的調(diào)節(jié)，或者是將參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄乱粋€目標。待完成了以上工作內(nèi)容后，企業(yè)和工作人員便可以針對GPS 的衛(wèi)星信號來進行連續(xù)性地實時接收。最后，在企業(yè)和工作人員完成了數(shù)據(jù)信息接收后，則需要針對實際觀測的數(shù)值，以及觀測站的具體坐標來完成發(fā)送，并等待電臺的指示燈來進行通訊信號的發(fā)出，便可以保證流動站的正常運行。

其次是流動站的相關(guān)工作。一般認為，流動站的工作內(nèi)容與基準站的工作內(nèi)容間存在著很大的相似性，在企業(yè)和工作人員進行流動站設(shè)置的過程中，同樣需要新建工作項目于GPS 接收機上，并同時在保證與基準站相互適應(yīng)的基礎(chǔ)上，一并對配置集進行建立。過程中，流動站接收機的工作原理主要是基于GPS 衛(wèi)星來對焦基準站的數(shù)據(jù)信息，從而實現(xiàn)基準站發(fā)出數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)化，將其變?yōu)槿S坐標數(shù)據(jù)信息，最后再在流動站的終端位置實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的現(xiàn)實。

由此可見，在路橋工程測量的過程中，實時動態(tài)模式測量的應(yīng)用有著十分重要的現(xiàn)實意義。實時動態(tài)模式測量更多應(yīng)用于路橋工程的前期建設(shè)環(huán)節(jié)，包括路橋工程的地形圖測繪、路橋工程的橫斷面測量、路橋工程的建設(shè)放樣等方面，在實時動態(tài)模式測量中，也針對GPS 技術(shù)的優(yōu)勢進行了充分的整合與利用。但是在實時動態(tài)模式測量工作中，企業(yè)和工作人員也需要明確以下幾點注意事項。其一是要保證基準站架設(shè)位置的開闊性，盡可能將位置設(shè)置在比較高的地區(qū)。其二是在GPS 接收機運行的過程中，企業(yè)和工作人員需要認識到只有保證了固定解時的獲取后，才可以將其按照有效的數(shù)據(jù)進行記錄。期間，如果面對的是高程測比較大的數(shù)據(jù)信息則不應(yīng)該對其使用。而如果是浮點誤差較大的數(shù)據(jù)，同樣不應(yīng)該使用。其三則是需要企業(yè)和工作人員針對電臺的信號進行控制，要保證其在合理的范圍內(nèi)，最好控制在5km 范圍，通過對以上注意事項的把控，便能夠更好地發(fā)揮出實時動態(tài)模式測量的優(yōu)勢，并實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用與方法應(yīng)用、儀器設(shè)備應(yīng)用實現(xiàn)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，達到更為理想的工程測量效果。

3.2 靜態(tài)或快速靜態(tài)定位模式測量發(fā)展趨勢

在路橋工程GPS 測量技術(shù)發(fā)展的過程中，靜態(tài)定位模式測量也是主要的發(fā)展趨勢，企業(yè)和工作人員通過對靜態(tài)定位模式測量的應(yīng)用能夠進一步對焦國家的三角點進行加密測量，也是針對鐵路線路控制網(wǎng)的測量，那么從路橋工程測量的實際情況來看，大部分情況是基于首級控制網(wǎng)來實現(xiàn)相對較高的控制網(wǎng)的控制。但是就我國目前而言，在面對一般等級的路橋工程進行測量的過程中，往往沒有針對首級控制網(wǎng)的測量手段進行明確，也沒有針對必要的方法進行明確。同時，在工作開展期間，也很容易受到一些因素的影響，進而造成了我國三角點的損壞。由此可見，通過靜態(tài)定位模式測量的應(yīng)用來實現(xiàn)國家三角點的加密測量是至關(guān)重要的，基于首級控制網(wǎng)的測量也是至關(guān)重要的。目前，針對以上測量工作，我國所采用的方式主要是GPS 靜態(tài)，或者是快速靜態(tài)定位模式來進行。過程中，針對每一個流動站的GPS 接收機，都能夠在企業(yè)和工作人員進行靜止觀測的過程中來實現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的同步觀測，以及接收基準站數(shù)據(jù)的同步觀測，并在這一基礎(chǔ)上來完成用戶站數(shù)據(jù)的解算，以及三維坐標數(shù)值的解算。由此可以，在該種方法應(yīng)用的過程中，也能夠針對全站儀導(dǎo)線測量等控制點加密工程進行完全地取代，具有十分重要的現(xiàn)實意義[4-6]。

4 結(jié)束語

綜上所述，伴隨著我國路橋工程的不斷發(fā)展，以及我國交通體系的日益健全，結(jié)合當前的交通需求，如何保證路橋工程的建設(shè)質(zhì)量是十分重要的。GPS 測量技術(shù)應(yīng)用于路橋工程測量有著至關(guān)重要的現(xiàn)實意義，能夠全面提高路橋工程測量的準確性和有效性，值得被進一步推廣和應(yīng)用。